Biogas ist ein energiereiches Gasgemisch, welches bei der natürlichen Zersetzung von organischem Material unter Luftabschluss entsteht. Der Zersetzungsprozess wird in einer Biogasanlage technisch genutzt, um aus organisches Abfällen und Reststoffen Biogas zu erzeugen.
Substrate wie zum Beispiel Festmist, Bioabfall, Gartenabfall, Grünschnitt und Landschaftspflegematerialwerden in luftdicht abgeschlossenen Gärbehältern, den sogenannten Fermentern, vergoren. Dazu benötigt es die Mitarbeit zahlreicher verschiedener Mikroorganismen.
Der wichtigste Bestandteil von Biogas ist das brennbare Methan (CH4). In Abhängigkeit von den eingesetzten Substraten schwankt der Methangehalt zwischen 50 und 65 Prozent. Daneben kommt Kohlendioxid (CO₂) mit einem Anteil von 35 bis 50 Prozent vor und andere Inhaltsstoffe wie Stickstoff, Wasser, Sauerstoff und Schwefelwasserstoff in geringen Konzentrationen.
Biogas ist ein Multitalent
- Umweltfreundlichkeit: Biogas wird aus Abfallbiomasse wie Festmist, Grünschnitt und Ernteresten produziert und ist somit eine erneuerbare Energiequelle, die den Kohlenstoffkreislauf schließt.
- Energieeffizienz: Biogas wird durch die Vergärung organischer Abfälle erzeugt und kann direkt als Brennstoff zur Energieversorgung (Strom/Wärme/Gas) oder für den Transportsektor verwendet werden.
- Reduktion von Treibhausgasen: Biogas stammt aus Biomasse und nicht aus fossilen Brennstoffen, es werden somit keine zusätzlichen Treibhausgase freigesetzt.
- Ressourcenschonung: Die Produktion von Biogas schont nicht nur den Einsatz von fossilen Energieträgern, sondern reduziert auch die Abfallmengen und fördert die Kreislaufwirtschaft.
- Versorgungssicherheit: Biogas kann vor Ort erzeugt werden, was die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern reduziert und die Energieversorgung sicherer macht.
- Wirtschaftliche Vorteile: Biogasproduktion ist lokale Wertschöpfung.
Grüne Energie & gesunde Böden
Biogas kann zu Strom, Wärme, Gas oder Treibstoff umgewandelt werden. Zurück bleibt das Gärgut, ein hochwertiges organisches Düngemittel, reich an humusbildenden Stoffen und Nährstoffen. Dieses kann in der Landwirtschaft, im Landschafts- und Gartenbau sowie in privaten Gärten als organischer Dünger und Bodenverbesserer eingesetzt werden.
Im Gärgut sind die in den Ausgangssubstraten enthaltenen Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Kalium und der organische Kohlenstoff enthalten. Somit schließt der Einsatz von Gärgut den natürlichen Nährstoff- und Humuskreislauf und ersetzt mineralischen Dünger, der sonst energiereich erzeugt werden muss.
Biogas im Überblick
- Biogas ist eine grüne Energiequelle und entsteht durch die Vergärung von Biomasse
- Biogas ersetzt fossile Energieträger und mindert damit Co2-Emissionen
- Biogas ist ein CO₂-neutraler Brennstoffen. Es wird nur das CO₂ frei, das die Pflanze aufgenommen hat
- Biogas ist stets verfügbar, transportier- und speicherbar (vgl. Wind-, Wasser- oder Sonnenenergie)
- Biogas ist lokaler Mehrwert und dezentrale Energiegewinnung für lokale Versorgungsnetze
- Biogas ist Kreislaufwirtschaft. Organische Abfälle werden umweltfreundlich zurückgeführt
- Pflanzen nehmen das Gärgut besser auf als normale Gülle, was den Ertrag auf den Feldern erhöht
- Gärgut reduziert die Kosten für Kunstdünger und mindert Überdüngung
Abbildung: So entsteht Biogas
Schema einer Biogasanlage zur Trockenvergärung zur Gewinnung von Biogas durch die Verwertung von Bioabfall
FAQ: Biogas
Für den erfolgreichen Betrieb einer Biogasanlage ist es essenziell, alle verfügbaren Ressourcen effizient und nachhaltig zu nutzen. Dies beinhaltet die vollständige Verwertung der aus der Biogasanlage gewonnenen Energie in Form von Gas, Wärme und Strom. Ebenso wichtig ist die Verwendung des qualitativ hochwertigen Gärguts als organischer Dünger. Durch Partnerschaften, die sowohl die Beschaffung von Substraten als auch den Verkauf der Haupt- und Nebenprodukte einer Biogasanlage betreffen, können sich beidseitig vorteilhafte Situationen ergeben.
Die Rentabilität einer Biogasanlage wird stark durch die geeigneten Substratmengen beeinflusst. Abhängig vom jeweiligen Land und den dort geltenden Rahmenbedingungen, Subventionen und Vergütungen, können sich unterschiedliche Mindestmengenempfehlungen ergeben.
Schweiz und Österreich:
Für Biogasanlagen in der Schweiz und Österreich empfehlen wir eine Grundmenge von rund 5.000 Tonnen pro Jahr.
Zum Vergleich: Diese Menge entspricht dem Mist von zirka 1.000 Rindern oder 500 Pferden.
Deutschland:
In Bezug auf Biogasanlagen in Deutschland raten wir zu einer Grundmenge von etwa 10.000 Tonnen jährlich.
Zum Vergleich: Das entspricht dem Mist von rund 2.000 Rindern oder 1.000 Pferden.
Hier sind speziell die Emissionen der Anlage im Fokus, das bedeutet: Geruch und Lärm, aber auch die Emissionen von Biogas dürfen gewisse Grenzwerte nicht überschreiten. Auch das Grundwasser ist zu schützen, indem grundwassergefährdende Flüssigkeiten davon abgehalten werden, zu versickern. Bei Hofdüngeranlagen wird oft auch eine Düngemittelbilanz gefordert. Wichtige Unterlagen hierzu sind u.a. TA Luft oder TA Lärm.
Ja, eine Genehmigung ist notwendig. Auch wenn Biogasanlagen, gebaut nach dem Stand der Technik, sicher sind, wird doch mit explosivem und potenziell klimaschädlichen Stoffen umgegangen.
Ja, mit einer Trockenvergärung ist es möglich Pferdemist optimal zu entsorgen, bzw. zu verwerten.
Die Trockenvergärung hat geringe Anforderungen an das Substrat. Diese kann Verunreinigungen enthalten und ist weniger abhängig von Partikelgrössen und Faserhaltigkeit. Pferdemist mit Hufeisen oder Halftern können im Fermenter (Boxen) keine Schäden anrichten können, da das Substrat während des gesamten Vergärungsprozess nicht bewegt wird. Pferdemist Entsorgung ist in herkömmlichen Flüssiganlagen eher aufwändig in der Vorbehandlung und riskant für die Rührwerke, weshalb Pferdemist trotz hohem Gasertrag ungern oder nicht angenommen wird. (Biogas Verfahren im Überblick)
Neben der gewonnenen Energie wird der Pferdemist zu einem wertvollen bodenverbessernden organischem Dünger aufgewertet.
Biogas wird aus Biomasse gewonnen, indem die in den pflanzlichen Rohstoffen (Reststoffe, Abfälle) gespeicherte Sonnenenergie durch mikrobielle Vergärung nutzbar gemacht wird. Biomasse besteht aus der Trockensubstanz (wie Eiweiss, Fett und Kohlenhydraten und Mineralien) und einem bestimmten Wassergehalt. Während des anaeroben Abbauprozesses (Fermentation, Vergärung) wird der verfügbare Kohlenstoff zu Biogas (CH4 und CO₂) umgesetzt. Im Gärprodukt (Rest nach dem anaeroben Abbau) finden sich schwer abbaubare Stoffe (in erster Linie holzige Bestandteile) sowie die Nährstoffe des Ausgangsmaterials (N,P,K) und Wasser. Das im Biogas enthaltene erneuerbare Methan stellt dabei als brennbares Gas den Energieträger dar (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?).
Bei Fragen zum Biogasrechner können Sie sich gerne jederzeit an uns wenden.
Das ist abhängig von der Größe der Biogasanlage, sowie der Menge der verwendeten Einsatzstoffe. Es hängt auch davon ab, ob Bio-Methan oder Strom und Wärme produziert wird. Mit unserem kostenlosen Biogasrechner können Sie das Potenzial einfach und schnell selbst simulieren. Hier geht’s zum Biogasrechner
Grundsätzlich gleich wie das Benzinauto. Das Gas wird in Tanks in Flaschenform unter dem Passagierraum oder im Fahrzeug mitgeführt. Die Eigenschaften des Treibstoffes selbst führen zur sauberen Verbrennung und demnach zu einer wesentlich geringeren Umweltbelastung. Viele Fahrzeuge haben auch zusätzlich noch einen Benzintank. Der Motor schaltet bei leerem Gastank automatisch auf Benzin um.
Ein Vorteil der RSD-Technologie ist, dass Flüssigkeiten (wie z.B. Reststoffe aus der Fruchtsaftherstellung oder Glycerin) direkt in den Prozess integriert werden können. Stehen mehr flüssige Substrat zur Verfügung, bieten wir eine Hybrid-Lösung (Feststoff-Fermentation und Flüssigvergärung) an, um beide Reststoff-Ströme bestmöglich zu verwerten.
Eine breites Spektrum organischer Abfallströme und Reststoffe mit hohem Feststoffanteil können mit der RSD® Technologie für Feststoff-Vergärung verwertet werden. Z.B. Bioabfall, Grüngut, Festmist (Pferd, Schwein, Rind, Geflügel), Bioabfälle, Erntereste, Stroh usw. Eine gute Struktur, sprich hoher Anteil an Pflanzenfasern ist nötig, damit der Perkolationsprozess gut funktioniert.
Biogas ist CO₂-neutral:
Das bedeutet, dass die Biomasse, die in der Biogasanlage vergoren wird, in der Vergangenheit in Pflanzenform genau die Menge an CO₂ gebunden hat, die bei der Verbrennung des späteren Biogases wieder freigesetzt wird. Das Biogas verursacht somit keinen zusätzlichen Ausstoss von CO₂. Ein weiterer Pluspunkt in der allgemeinen Klimabilanz ist, dass Biogas vor Ort produzierbar ist.
Biogas ist speicher- und regelbar:
Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen lässt sich Biogas speichern und dann einsetzen, wenn es gebraucht wird. Biogas ist unabhängig von Wetter oder Saison, permanent verfügbar, transportier- und speicherbar, und somit flexibel einzusetzen. Diese Flexibilität beschert Biogas einen enormen Wettbewerbsvorteil beispielsweise gegenüber der wetterabhängigen Wind- und Sonnenenergie.
Biogas ist unbegrenzt und dauerhaft verfügbar:
Die Rohstoffe zur Biogasgewinnung gehen nicht wie fossile Brennstoffe zur Neige. Bioabfall, Grüngut, Mist, Erntereste, Speiseabfälle und andere organische Abfälle und Reststoffe fallen in der Landwirtschaft, Industrie und Kommunen immer an. Heute werden lediglich etwa 5% der „grünen Ressource“ genutzt.
Biogas ist Kreislaufwirtschaft:
Der Stoffkreislauf schliesst sich, wenn der organische Rest, das Gärgut, nach der Vergärung in der Biogasanlage mit den darin befindlichen Nährstoffen, wieder dem Boden zurückgegeben wird.
Biogas ist unabhängig von Wetter oder Saison, permanent verfügbar, transportier- und speicherbar, und somit flexibel einzusetzen. Zum Beispiel zur lokalen oder regionalen Energie-Bereitstellung, aber auch als Energieträger im Mobilitätssektor. Hier finden Sie mehr zu unseren Biogasanlagen für Landwirtschaft, Industrie und Kommunen.
Ein Gasfahrzeug wird mit komprimiertem Methangas (CNG) als Treibstoff betrieben. Der Antrieb ist ein Verbrennungsmotor nach dem Otto-Prinzip, genauso wie bei herkömmlichen Benzinfahrzeugen. Anstatt Benzin wird das Gas zusammen mit Luft in den Zylindern verbrannt.
Eine Biogasanlage darf nicht im Wasserschutzbereich stehen. Weiter sollte bei der Standortwahl darauf geachtet werden, dass die nächste Hochspannungsleitung, wie auch Bahn-Trasse nicht zu nah ist (ca. 50 m Abstand). Ebenfalls ist ein Abstand von ca. 200 m zur nächsten Wohnbebauung hilfreich für die Genehmigung: Anwohner müssten vor möglichen Geruchs- und Lärmimmissionen geschützt sein.
In der Regel alle stapelbaren organischen Reststoffe, wie z.B. Bioabfall, Grüngut, Festmist (Pferd, Schwein, Rind, Geflügel), Bioabfälle, Erntereste, Stroh usw. Alles was innerhalb eines Jahres gewachsen ist kann eingesetzt werden, da der Holzanteil noch nicht stark ausgeprägt ist. Holz kann nicht in einer Biogasanlage abgebaut werden. Eine gute Struktur, sprich hoher Anteil an Pflanzenfasern ist nötig, damit der Perkolationsprozess gut funktioniert. Ist dieser gegeben, kann man auch Stoffe mit weniger Struktur, die evtl. nicht stapelbar sind einmischen (z.B. Trester).
Unter Kaskadennutzung wird die Vergärung mit nachgeschalteter Kompostierung der festen Gärreste verstanden.
Ziel der Kaskadennutzung ist es dabei, die Wertstoffpotenziale der Bioabfälle optimal zu nutzen. Da die Bioabfälle sowohl energetisch als auch stofflich genutzt werden, stellt die Kaskadennutzung eine sehr hochwertige Form der Verwertung von Bioabfällen dar.
Biogas ist CO₂-neutral. Das bedeutet, dass die Biomasse, die in der Biogasanlage vergoren wird, in der Vergangenheit in Pflanzenform genau die Menge an CO₂ gebunden hat, die bei der Verbrennung des späteren Biogases wieder freigesetzt wird. Das Biogas verursacht somit keinen zusätzlichen Ausstoss von CO₂. Ein weiterer Pluspunkt in der allgemeinen Klimabilanz ist, dass Biogas vor Ort produzierbar ist.
Die optimalen Substratmengen sind für die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage entscheidend. Die Empfehlungen für Mindestmengen variieren je nach Land und den damit verbundenen Rahmenbedingungen, Subventionen und Einspeisevergütungen.
Schweiz und Österreich:
Wir empfehlen eine Mindestmenge von ca. 5.000 Tonnen pro Jahr. Diese Menge ist in der Schweiz + Österreich optimal, um die Wirtschaftlichkeit einer Anlage zu gewährleisten. Hierbei werden die spezifischen schweizerischen/österreichischen Bedingungen und möglichen Förderungen berücksichtigt, die den Erfolg eines Projekts beeinflussen.
Dies entspricht z.B. dem Mist von rund 1.000 Rindern oder 500 Pferden.
Deutschland:
Für Deutschland empfehlen wir eine Mindestmenge von ca. 10.000 Tonnen pro Jahr. Dieser höhere Wert resultiert aus den spezifischen deutschen Rahmenbedingungen und den damit verbundenen Einspeisevergütungen, die eine größere Menge an Substraten wirtschaftlich sinnvoll machen.
Dies entspricht z.B. dem Mist von rund 2.000 Rindern oder 1.000 Pferden.
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In der Schweiz gibt es verschiedene Förderprogramme und -initiativen für Biogasanlagen, die sowohl auf Bundesebene als auch auf kantonaler Ebene angeboten werden.
Energieförderungsverordnung (EnFV):
Die EnFV der Schweiz fördert die Nutzung von erneuerbaren Energien, insbesondere Biogasanlagen, die landwirtschaftliche Substrate verwenden. Betreiber können bis zu 50% Investitionsunterstützung und zusätzliche produktionsabhängige Betriebskostenbeiträge beantragen. Die EnFV zielt darauf ab, den Anteil erneuerbarer Energien im Land zu erhöhen und die Energieeffizienz zu verbessern.
Kostendeckende Einspeisevergütung (KEV):
Dieses Programm garantiert den Betreibern von erneuerbaren Energieanlagen einen festen Preis für den in das Netz eingespeisten Strom. Biogasanlagen können von dieser Vergütung profitieren, wobei der genaue Tarif je nach Größe und Art der Anlage variiert.
CO₂-Abgabe:
In der Schweiz wird eine Abgabe auf CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen erhoben. Ein Teil dieser Einnahmen wird zur Förderung von erneuerbaren Energien, einschließlich Biogas, verwendet.
Kantonale Förderprogramme:
Viele Kantone in der Schweiz bieten eigene Förderprogramme für erneuerbare Energien an. Diese können in Form von direkten Zuschüssen, zinsgünstigen Darlehen oder Steuervergünstigungen angeboten werden. Die genauen Bedingungen und Angebote variieren je nach Kanton.
Agrarumweltförderung:
Landwirte, die umweltfreundliche Praktiken anwenden, einschließlich der Produktion von Biogas aus landwirtschaftlichen Abfällen, können von verschiedenen Agrarumweltförderprogrammen profitieren.
Forschung und Entwicklung:
Es gibt auch Fördermittel für Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich Biogas. Diese können von nationalen Forschungseinrichtungen, Universitäten oder spezialisierten Institutionen angeboten werden.
Netzanschluss:
In einigen Fällen können Biogasanlagenbetreiber auch Unterstützung oder Vergünstigungen für den Anschluss ihrer Anlage an das Stromnetz erhalten.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Verfügbarkeit und die genauen Bedingungen dieser Förderungen je nach politischen Entscheidungen, Budgets und anderen Faktoren variieren können. Daher ist es ratsam, sich regelmäßig über aktuelle Fördermöglichkeiten zu informieren und gegebenenfalls professionelle Beratung in Anspruch zu nehmen.
Die grössten Vorteile der Trockenvergärung liegt in den geringen Anforderungen an das Substrat. Dieses kann Verunreinigungen enthalten, die nach dem Prozess als Reststoffe übrigbleiben, und ist weniger abhängig von Partikelgrössen und Faserhaltigkeit. Als Beispiel sei häuslicher Bioabfall, der häufig Reststoffe wie Verpackungsmaterialien enthält, oder Pferdemist mit Hufeisen oder Halftern, die Rührwerken grosses Schäden anrichten können. Darüber hinaus ist Biomüll beispielsweise kein Lebensmittel, wodurch sich die häufig in diesem Zusammenhang aufkommende Tank- oder Teller-Debatte auflöst.
Trockenvergärung beginnt dort wo herkömmliche die Flüssig-Biogasanlage- und Pfropfenstromanlage an ihre Grenzen stösst. Die Trockenvergärung hingegen ermöglicht die Vergärung trockener und faseriger Substrate (Trockensubstanz TS-Gehalt : 20%-55%), die in anderen Systemen oft zu Problemen führen.
Der Prozess läuft im Batch-Verfahren ab und liefert eine kontinuierliche Biogasausbeute. Die Anlagen bestehen aus einzelnen Fermenterboxen (Garagenfermenter), die in einem festgelegten Zyklus befüllt und entleert werden. Der manuelle Aufwand ist dabei äusserst gering, da neben der einfachen Lade- und Entladetätigkeit, selten eine Vorbehandlung des Substrats (Zerkleinerung, Schreddern) nötig ist. Zudem wird das Substart über die gesamte Verweilzeit (18-21 Tage) nicht bewegt. Es sinkt die Störanfälligkeit, sowie der Wartungsaufwand der Technik, da keine anfällige Rühr- und Pumptechnik (Vermeidung Schwimm- und Quellschichten) verwendet wird.
Die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage hängt maßgeblich von den optimalen Substratmengen ab. Je nach Land und den zugehörigen Bedingungen, Förderungen und Vergütungen können die empfohlenen Mindestmengen variieren.
Deutschland:
In Deutschland liegt unsere Empfehlung für die Basismenge bei etwa 10.000 Tonnen jährlich. Aufgrund der besonderen deutschen Bedingungen und den zugehörigen Vergütungen ist eine größere Substratmenge wirtschaftlich vorteilhaft.
Das ist vergleichbar mit dem Mist von etwa 2.000 Kühen oder 1.000 Pferden.
Schweiz und Österreich:
In der Schweiz und in Österreich raten wir zu einer Basismenge von ungefähr 5.000 Tonnen jährlich. Diese Menge berücksichtigt die besonderen Bedingungen und potenziellen Zuschüsse in beiden Ländern, die den Projekterfolg beeinflussen können.
Das ist vergleichbar mit dem Mist von etwa 1.000 Kühen oder 500 Pferden.
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Es sei gesagt, dass es für Ermittlung projektspezifischer Potenziale einer umfassenden biologischen und wirtschaftlichen Analyse und Berechnung bedarf. Die Biogasrechner Ergebnisse sind eine erste Überschlagsrechnung, ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit. Der Biogasrechner ist ein einfaches und nutzerfreundliches Online-Tool für relevante Kennzahlen einer Biogasanlage, mit dem Interessierte im Self-Service beliebig oft und in Echtzeit Simulationen durchführen können, und das kostenlos. Die berechneten Daten des Biogasrechner kommen Erfahrungswerten aus der Praxis nah, berücksichtigen jedoch projekt-/standortspezifische Substratmixe und Qualitäten nicht. Hier geht’s zum Biogasrechner
Die Energieförderungsverordnung (EnFV) der Schweiz ist ein Instrument des Bundes, um die Nutzung und Entwicklung erneuerbarer Energien und Energieeffizienzmaßnahmen zu fördern.
In der Schweiz nimmt die Biogasanlage eine zentrale Rolle in der nachhaltigen Stromerzeugung ein. Die Energieförderungsverordnung (EnFV) unterstreicht diese Bedeutung, indem sie gezielte Anreize für die Stromerzeugung aus Biogasanlagen setzt. Die EnFV zielt darauf ab, den Anteil erneuerbarer Energien, insbesondere den aus Biogasanlagen erzeugten Strom, am Gesamtenergieverbrauch der Schweiz zu steigern. Betreiber können von einer Investitionsunterstützung von bis zu 50% der anrechenbaren Kosten profitieren, was den Bau neuer Anlagen erheblich erleichtert. Darüber hinaus unterstützt die EnFV Biogasanlagenbetreiber mit einem produktionsabhängigen Betriebskostenbeitrag, der unabhängig vom Verkaufspreis des erzeugten Stroms gewährt wird. Dies fördert nicht nur den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage, sondern unterstreicht auch das Engagement des Landes, die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen, speziell aus Biogas, zu fördern und auszubauen.
Der Trockensubstanz-Gehalt, kurz TS-Gehalt, oder Trockenmasse-Gehalt, bezeichnet den prozentualen Feststoffanteil in einem Stoffgemisch. Je höher der Anteil ist, desto trockener ist dieses Gemisch. Die Einheit des TS-Gehalts ist Prozent [Gew. %].
Der Flächenbedarf einer Kompaktanlage mit 4.500 t/a liegt bei etwa 1.900 m2
Fermenterboxen, Vorplatz, Technik, Perkolattank, Gasnutzung: ~ 1.750 m2
Gärprodukt-Abtropffläche: ≥ 150 m2
Festmistlagerfläche: je nach Anlieferung
Kompostierung: je nach Verarbeitung
Eine korrekt gebaute und betriebene Biogasanlage stinkt nicht. Eine Geruchsbelästigung durch Biogasanlagen kann es nur dann geben, wenn:
- Biomasse vor oder nach dem Prozess nicht sachgerecht gelagert wird
- Biologische Prozesse aus dem Gleichgewicht kommen
- Wenn schlecht vergorenes Material, der Gärrest, wieder auf den Acker ausgebracht wird
Die Sorge vor Geruchsbelästigungen durch Biogasanlagen ist damit weitgehend unbegründet. Mehr noch: Mist und Gülle aus der landwirtschaftlichen Tierhaltung, die vor ihrer Ausbringung auf die Ackerflächen zunächst in einer Biogasanlage vergoren und energetisch genutzt wurde, verursacht wesentlich geringere Geruchsbelästigungen als unvergorene Gülle. Das in der Gülle enthaltene Methan wird in der Biogasanlage zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Deshalb kann dieses extrem klimaschädliche Gas bei der Ausbringung der Gärreste, d.h. von vergorener Gülle, nicht mehr in die Atmosphäre entweichen. (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?)
Darüber hinaus sind die Nährstoffe über den Gärrest für Pflanzen wesentlich besser verfügbar. Durch die Rückführung des Gärrestes auf die Ackerflächen kann daher mit diesem wertvollen Dünger der Einsatz von künstlichen Dünger reduziert werden. So schliesst sich der natürliche Nährstoffkreislauf über die Biogasanlage. Für benachbarte Wohngebäude ist eine Biogasanlage oft ein Zugewinn, da von ihr die Wärme zur Beheizung des Wohnhauses günstiger bezogen werden kann als über die eigene Erdgas- oder Ölheizung.
In einer Biogasanlage entsteht Biogas. Das geschieht durch den anaeroben Abbauprozess organischer Abfälle in grossen Fermenterboxen. Diese organischen Abfälle und Reststoffe mit hohem Feststoffanteil aus dem kommunalen, industriellen und landwirtschaftlichen Bereich sind zum Beispiel Bioabfall, Grünschnitt, Lebensmittelreste, Schlachtabfälle und Festmist (Pferde, Rinder, Schwein, Geflügel).
Die Fermenterboxen werden, zeitlich versetzt innerhalb weniger Tage, mit den verfügbaren organischen Feststoffen befüllt (diskontinuierlicher Prozess). Zum Starten und Aufrechterhalten des thermophilen Biogasprozesses wird die Biomasse mit erwärmter Prozessflüssigkeit (Perkolat) besprüht, welche durch die Biomasse sickert und anschliessend wieder dem Tank zugeführt wird. Durch diesen geschlossenen Kreislauf werden die im Perkolat enthaltenen Mikroorganismen, essenziellen Nährstoffe, Feuchtigkeit und Wärme gleichmäßig in der Biomasse verteilt. Die Biomasse wird während der gesamten Verweilzeit nicht bewegt, weshalb die Feststoff-Fermentation ohne aufwändige und anfällige Pump-, Rühr- und Heiztechnik auskommt. Das Resultat ist eine wartungsfreundliche Anlage mit hoher Verfügbarkeit und Lebensdauer, sowie mit geringem Wärme- und Eigenenergiebedarf.
Während des anaeroben Abbauprozesses entsteht Biogas, das in einem BHKW zu Strom und Wärme umgewandelt werden kann. Alternativ besteht die Möglichkeit, das erzeugte Gas zu Biomethan (Erdgas-Qualität, >96 % Methan) aufzubereiten, welches dann direkt ins Gasnetz eingespeist wird. Durch die zeitversetzte Befüllung der Boxen entsteht, über alle Fermenterboxen kumuliert, ein kontinuierlicher Gasertrag wie im Diagramm oben dargestellt. Das Gärprodukt, welches eine Massenreduktion gegenüber der eingesetzten Biomasse erfährt, kann direkt als hochwertiger Dünger und zum Humusaufbau auf die Felder ausgebracht oder zu Kompost aufbereitet und vermarktet werden. Störstoffe in der Biomasse haben weder auf die robuste Anlagentechnik noch auf den stabilen biologischen Abbauprozess irgendeinen Einfluss.
Biokohle entsteht vorrangig durch das pyrolytische Verfahren (Pyrolyse). Hierbei wird Biomasse wie unbehandeltes Holz, Hecken- oder Grünschnitt und andere Rest-Biomassen verwertet. Dadurch, dass die Biokohle eine poröse Struktur und eine gewaltige innere Oberfläche aufweist, kann sie Wasser und vor allem Nährstoffe speichern. Darüber hinaus kann sie Schadstoffe und Kohlenstoff binden. Diese Eigenschaften machen sie zu einem wahren Alleskönner, der in der Landwirtschaft, Industrie, für Gewässer und Klimaschutz, in Kommunen und beim Gebäudebau eine wichtige Rolle spielen kann.
Mit dem EEG 2021 gilt die gesonderte Regelung für Gülle-Kleinanlagen ≤ 100 kW installierter elektrischer Leistung. Sie erhalten einen festgesetzten Einspeisetarif für produzierten Strom und sind von der Pflicht zur Direktvermarktung ausgenommen. Für den Anspruch auf Vergütung müssen in der Anlage mindestens 80% Gülle bzw. Säugetier-Stallmist eingesetzt werden (bis 20% Geflügelmist erlaubt). Zudem entfällt die Pflicht einer Verweilzeit der Biomasse von 150 Tagen im gasdichten System zu gewährleisten. Mit dem Einsatz von Pferde- & Rindermist ist diese Voraussetzung entsprechend erfüllt.
Für die Gruppe der sogenannten Güllekleinanlagen ist die spezielle Vergütung für den erzeugten Strom fortgeschrieben worden und es hat einige interessante Veränderungen für Neuanlagen gegeben. Bleibt man bei der Anlagenplanung mit beispielsweise 99 kW installierter Leistung unter dem Grenzwert von 100 kW, so kann die Anlage diese Leistung künftig unbegrenzt fahren und bekommt die Sondervergütung für die komplette eingespeiste Strommenge ausgezahlt. Neuanlagen von 100 kW installierter Leistung bis zu einer Leistung von 150 kW dürfen zwar nur die Hälfte der installierten Leistung in tatsächliche Einspeisung umsetzen, erhalten aber als Ausgleich künftig den Flexibilitätszuschlag. Damit können neue Güllekleinanlagen jetzt mit entweder knapp 25 % höherer Leistung gefahren werden oder mit einer ca.6,3 % höheren Vergütung kalkulieren als bisher.
Biogasanlagen zur Trockenvergärung eignen sich dafür optimal. Faserreiche Biomasse, wie z.B. strohreicher Stallmist, wird bisher nur wenig zur Energiegewinnung verwendet. Meist verrottet diese in der Landschaft oder wird in einer Kompostierung „entsorgt“, ohne die darin enthaltene Energie z.B. in einer Biogasanlage zu nutzen. Der Grund hierfür ist, dass diese faserreiche und möglicherweise störstoffbelastete Biomasse (z.B. Sand, Steine, Metalle, Plastik …) in einer Nassvergärung zur Bildung von Schwimm- und Sinkschichten neigt, was zu erhöhtem Stromverbrauch und Wartungsaufwand führt. Des Weiteren sind Verstopfungen von Rohrleitungen sehr wahrscheinlich und Pumpen sowie Eintragstechnik der Flüssigbiogasanlagen müssen häufig gewartet werden. All dies schränkt die Verfügbarkeit dieser Anlagen bei Einsatz von faserreichen Substraten erheblich ein und führt zu hohen Betriebskosten. In der Feststoff-Fermentation von Renergon gibt es diese Nachteile nicht. Neben der gewonnenen Energie wird zudem der Mist zu einem wertvollen bodenverbessernden Humus Dünger aufgewertet.
Der natürliche Stoffkreislauf schliesst sich, wenn der organische Rest, der Gärrest (Gärprodukt), nach der Vergärung in der Biogasanlage mit den darin befindlichen Nährstoffen, wieder dem Boden zurückgegeben wird. Neben der Düngewirkung durch Nährstoffe zeigt sich in der praktischen Anwendung, die eine Verbesserung der Bodenstruktur mitsamt der stetigen Erhöhung des Humusanteils auf den Ackerflächen. Dieser Humusaufbau verbessert dabei die Wasserspeicherkapazität des Bodens drastisch. Deshalb werden in trockenen Zeiten bis zu 70% der Ernteausfälle vermeidbar.
Beides ist Methan (CH4). Erdgas und Biogas unterscheiden sich lediglich in der Entstehung. Erdgas ist in Millionen von Jahren aus biogenen Stoffen unter der Erdoberfläche entstanden und gilt als fossile Energiequelle. Biogas hingegen wird aus biogenen Abfällen und Reststoffen mittels Vergärung unter Luftabschluss hergestellt. Biogas ist eine erneuerbare Energiequelle und kann in Erdgas-Qualität aufbereitet ins Gasnetz eingespeist werden.
Eine breite Palette organischer Abfallströme und Reststoffe mit hohem Feststoffanteil können mittels unserer RSD® Technologie für Feststoff-Vergärung verwertet werden. Z.B. Bioabfall, Grüngut, Festmist (Pferd, Schwein, Rind, Geflügel), Bioabfälle, Erntereste, Stroh usw. Eine gute Struktur, sprich hoher Anteil an Pflanzenfasern ist nötig, damit der Perkolationsprozess gut funktioniert.
Ein Vorteil der RSD-Technologie ist, dass Flüssigkeiten (wie z.B. Reststoffe aus der Fruchtsaftherstellung oder Glycerin) direkt in den Prozess integriert werden können. Stehen mehr flüssige Substrat zur Verfügung, bieten wir eine Hybrid-Lösung (Feststoff-Fermentation und Flüssigvergärung) an, um beide Reststoff-Ströme bestmöglich zu verwerten.
Abhängig vom Entstehungsort und der Zusammensetzung des Gasgemischs spricht man von Sumpfgas, Faulgas, Klärgas, Grubengas, Deponiegas oder im landwirtschaftlichen Bereich von Biogas. Letzteres besteht zu 55–70 % aus dem brennbaren Methan (CH4) und zu 30–45 % aus Kohlenstoffdioxid (CO₂). Spuren anderer anorganischer (CO, H2, H2S, NH3, N2, N2O, H₂O) sowie leicht flüchtiger organischer (C1-C6) Verbindungen können zudem im Biogas zu finden sein. Biogas ist ein regenerativer Energieträger, der sich gut speichern und transportieren lässt und auch als Rohstoff in der chemischen Industrie verwendet werden kann.
Bei der Pyrolyse wird die Biomasse bei hohen Temperaturen, zwischen 400 und 750°C, selten bis 900°C, unter Ausschluss von Luftsauerstoff thermisch behandelt. In grossen Anlagen kann dies geschehen, hierbei können auch noch entstehende Gase und die Wärme genutzt werden.
Biogas wird aus biogenen Abfällen und Reststoffen mittels Vergärung unter Luftabschluss in einer Biogasanlage produziert. Es ist eine erneuerbare Energiequelle und kann in Erdgas-Qualität aufbereitet ins Gasnetz eingespeist werden, oder mittels eines Blockheizkraftwerks (BHKW) in Strom zur Netzeinspeisung gewandelt werden. Zudem kann es sowohl als Treibstoff als auch Wärmeenergie genutzt werden. In der Schweiz werden keine Energiepflanzen bzw. Nahrungs-/Futtermittel (z.B. Mais) speziell für die Biogas-Produktion angebaut (s.a. Artikel: Wie funktioniert eine Biogasanlage?).
Der kostenlose Biogasrechner von Renergon ist ein nützliches Vorplanungstool, mit dem relevanten Kennzahlen einer Biogasanlage, wie Gas- und Energieertrag vorab grob simuliert werden können. Grundlage für die Berechnung des Biogasrechners bilden die eingesetzten Substrate. Hier geht’s zum Biogasrechner
